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shshen

金虫 (正式写手)

[交流] 酸/碱催化是否和光催化之间有一定联系呢?

酸/碱催化应该来说和催化剂表面的酸性/碱性位有关吧?所以也涉及到催化剂表面的催化反应,同样电子/空穴在光催化剂表面的复合/分离也是决定催化剂活性高低的一个重要因素。对于一个光催化剂来说,表面的光催化活性位是否和它的酸性/碱性强度有关呢?如果两者之间能有一定的关系的话,可以更好的理解光催化的反应机理。本人对酸/碱催化一窍不通,请教大家。

[ Last edited by linweiguo0 on 2007-6-6 at 08:54 ]
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shijinwen

金虫 (小有名气)

的确是一个未知的问题,未见相关文献报导。

本科毕设的时候,某个老师就提出过类似问题(那个老师以前应该是搞酸碱催化的,到我们实验室,当然就作光催化罗)。

如有虫友给与指点,也算补充自己只是的一片空白,呵呵。

提前感谢即将给与讲解的虫友,当然也感谢提出这个我认为相当有档次的问题的公虫
MCM Mobil Composite of Matter; SBA University of California Santa Barbara 光催化QQ群33982937
2楼2006-12-08 20:32:57
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可可西里

木虫之王 (文学泰斗)

甾体者说

做这个

没想过
求助文献下载后,及时评分和EPI。
3楼2006-12-08 20:53:59
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lqllongopq

银虫 (小有名气)

如果从路易斯酸碱的角度来看,电子是最强的路易斯碱,给出的直接就是电子,而空穴是最强的路易斯酸,可以理解电子/空穴在光催化剂表面的复合/分离也是决定催化剂活性高低的一个重要因素
同时电子/空穴对电势的高低决定着其酸碱性的强弱,电势越高,活性越强!
我们从电解水就可以看出
            4OH--4e=O2+2H2O,
            2H+ + 2e=H2
从酸碱的角度可以这样理解,电子是比OH-更强的碱,
另外F2只能从电解得到,可以看作正电荷比F的电负性更强,更易得电子,
所以 2F- - e=F2

个人观点,欢迎指教!!
催化,点燃你我的激情!
4楼2006-12-08 22:07:38
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shshen

金虫 (正式写手)

引用回帖:
Originally posted by lqllongopq at 2006-12-8 22:07:
如果从路易斯酸碱的角度来看,电子是最强的路易斯碱,给出的直接就是电子,而空穴是最强的路易斯酸,可以理解电子/空穴在光催化剂表面的复合/分离也是决定催化剂活性高低的一个重要因素
同时电子/空穴对电势的高 ...

嗯,说的有道理,光生电子/空穴也可以看成是路易斯碱/酸,你说的也可以从能带的角度来说明。
但是,可能你没有明白我的意思。光催化剂(未被光激发)表面应该存在着酸性位或者碱性位,那么当催化剂被激发后产生的光生电子空穴迁移到催化剂表面后,表面的酸性位或碱性位对光生电子空穴有什么影响呢?酸性或碱性越强有利于或不利于光生电子空穴的分离,这是一个值得考虑的问题。
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5楼2006-12-08 23:45:53
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lovealice

银虫 (正式写手)

好问题
半导体的酸碱性应该能影响到它的平带电位和表面能带弯曲程度,从而影响光生电子空穴的传输和分离。具体影响应该不能一概而论。呵呵 个人观点
6楼2006-12-09 11:07:48
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shijinwen

金虫 (小有名气)

引用回帖:
Originally posted by lovealice at 2006-12-9 11:07:
好问题
半导体的酸碱性应该能影响到它的平带电位和表面能带弯曲程度,从而影响光生电子空穴的传输和分离。具体影响应该不能一概而论。呵呵 个人观点

对于具体的一种半导体,其所处溶液的酸碱性会影响其电位;至于半导体本身的酸碱性,怎么去调节???其酸碱性应该是一定的吧.如果通过该性,改变其酸碱性,就不应该看作是原来的那种半导体了。而对于不同的半导体,其酸碱性和光催化活性好像没有必然联系
MCM Mobil Composite of Matter; SBA University of California Santa Barbara 光催化QQ群33982937
7楼2006-12-09 12:24:44
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starfry

木虫 (小有名气)

似乎很少文献探讨溶液pH值与光催化之前的联系
Chem. Rev. 1993 vol 93 p.341
G. pH Effects
A common feature of photocatalytic reactions occurring on metal oxide or metal chalcogenide semiconductor powders suspended in aqueous solution is the weak dependence of the reaction rate on solution pH.  The particle size, surface charge, and band edge positions of Ti02 are strongly influenced by pH. The isoelectric point for Ti02 in water is about pH =6 and positive surface charge is expected at lower pH and negative surface charge is predicted at higher pH values. Nonetheless, changes in rate of photocatalytic activity from one end of the pH range to the other are usually small, often less than 1 order of magnitude. Despite clear evidence for the importance of surface charge on substrate adsorptivity, evidence for higher reaction rates for various photocatalytic conversions at both low pH or at high pH can be found in the literature. With Ti02 powders (anatase and rutile) suspended in aqueous silver nitrate solution, the rate of photoproduction of 0 2 and elemental Ag was affected by the solution pH. The observed pH dependence was attributed to surface-charge  ependence of Ag+ adsorption: a decrease in pH led toprotonation of either thermal or bridging surface 0- and OH groups which inhibited Ag+ adsorption to the surface. pH effects have also been shown to be significant factors in governing photoreduction (and deposition) of metals.

较新的文献找到过一篇
Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 227 (2005) 241–246
原文讨论很多贴不上来
作者提出的机理大致与电子/空穴假说类似
但延伸讨论水中溶氧时会再与水或H+反应
影响pH变化
8楼2006-12-10 15:01:27
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chy622

金虫 (小有名气)

楼主的问题还真没想过,虽然在做,但是只是注意了体系的ph,另外,我想,可不可以从等电点来想呢?个人想法!
9楼2006-12-10 15:40:12
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zhoulin9

木虫 (职业作家)

不错的问题啊
个人认为:碱性有利于电子的产生运动,而随着碱性位的消失电子的运动相对减弱.
10楼2006-12-10 16:16:39
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